PC 일반 2 컴퓨터기초 컴퓨터정보과권용광 CONTENT 1. PC 의개요 2. PC 의구조 3. 명령처리의과정 2 Section 01 컴퓨터의개요 컴퓨터의 역사 01 v 초기의컴퓨터 컴퓨터의역사 ENIAC EDSAC EDVAC UNIVAC-1 El

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Electronical Numerical Integrator And Calculator u 특징 :

1 PC 일반 2 컴퓨터기초 컴퓨터정보과권용광 CONTENT 1. PC 의개요 2. PC 의구조 3. 명령처리의과정 2 Section 개요 v 초기의컴퓨터 ENIAC EDSAC EDVAC UNIVAC-1 Electronical Numerical Integrator And Calculator u 특징 : 최초의전자계산기 u 개발 : 머클리와에거트 ( 미국, 1946) u 기억소자 : 18,000개의진공관사용 4 1

v 초기의컴퓨터 v 초기의컴퓨터 ENIAC EDSAC EDVAC UNIVAC-1 ENIAC EDSAC EDVAC UNIVAC-1 Electronical Delayed Storage Automatic Calculator u 특징 : 최초의프로그램내장방식사용 u 개발 : 모리스와월키스 ( 영국, 1949) Electronical Discrete

2 v 초기의컴퓨터 v 초기의컴퓨터 ENIAC EDSAC EDVAC UNIVAC-1 ENIAC EDSAC EDVAC UNIVAC-1 Electronical Delayed Storage Automatic Calculator u 특징 : 최초의프로그램내장방식사용 u 개발 : 모리스와월키스 ( 영국, 1949) Electronical Discrete Variable Automatic Computer u 특징 : 프로그램내장방식 u 개발 : 폰노이만 ( 미국, 1951) 5 6 기억소자의세대별분류 v 초기의컴퓨터 1 세대진공관 2 세대트랜지스터 3 세대 IC 4 세대 LSI, VLSI 5 세대인공지능 ENIAC EDSAC EDVAC UNIVAC-1 UNIversal Automatic Computer u 특징 : 최초의상업용컴퓨터 u 개발 : 에커트와머클리 ( 미국, 1951) 하드웨어 주기억장치 : 진공관사용 연산속도 : 1ms ( 저속 ) 입력장치 : 천공카드, 종이테이프 소프트웨어 기계어사용 사용분야 간단한수치계산, 통계, 분류 7 8 2

기억소자의세대별분류 기억소자의세대별분류 1 세대진공관 2 세대트랜지스터 3 세대 IC 4 세대 LSI, VLSI 5 세대인공지능 1 세대진공관 2 세대트랜지스터 3 세대 IC 4 세대 LSI,

집적회로 (Integrated Circuit) 소형화 반도체를주기억장치로사용 (RAM, ROM) 마이크로프로세서개발 à 미니컴퓨터 사용분야 일반사무분야에광범위하게사용 소프트웨어 어셈블러등장

Integrated Circuit) PC 의출현 à 대중화 명령의병렬처리강화 ( 슈퍼컴퓨터 ) 사용분야 일반가정에서도 PC 의사용 개념 인공지능컴퓨터 신경망컴퓨터 소프트웨어 자연언어를닮은 4

3 기억소자의세대별분류 기억소자의세대별분류 1 세대진공관 2 세대트랜지스터 3 세대 IC 4 세대 LSI, VLSI 5 세대인공지능 1 세대진공관 2 세대트랜지스터 3 세대 IC 4 세대 LSI, VLSI 5 세대인공지능 하드웨어 기본소자로트랜지스터와다이오드사용 저렴한가격과소형화 자기기억장치선택 연산속도 : 1us 운영체제도입 다중프로그램방식실현 사용분야 과학계산, 일반사무관리 하드웨어 집적회로 (Integrated Circuit) 소형화 반도체를주기억장치로사용 (RAM, ROM) 마이크로프로세서개발 à 미니컴퓨터 사용분야 일반사무분야에광범위하게사용 소프트웨어 어셈블러등장 고급언어등장 : FORTRAN, COBOL 소프트웨어 운영체제의개발및시분할시스템실현 가상기억장치의실현 9 10 기억소자의세대별분류 기억소자의세대별분류 1 세대진공관 2 세대트랜지스터 3 세대 IC 4 세대 LSI, VLSI 5 세대인공지능 1 세대진공관 2 세대트랜지스터 3 세대 IC 4 세대 LSI, VLSI 5 세대인공지능 하드웨어 고밀도집적회로 (Large Scale Integrated Circuit) PC 의출현 à 대중화 명령의병렬처리강화 ( 슈퍼컴퓨터 ) 사용분야 일반가정에서도 PC 의사용 개념 인공지능컴퓨터 신경망컴퓨터 소프트웨어 자연언어를닮은 4 세대언어개발 BASIC, PASCAL 등장

4 구분하드웨어와소프트웨어 데스크탑 PC 슬립형, 모니터일체형, 타워형 기능확장이용이하고, 고성능이면서비용이저렴 자리를많이차지하며, 전력소모가높다 하드웨어 입력장치처리장치기억장치출력장치 휴대용 PC 노트북, 랩톱, 포켓형, 타블렛형등 이동성이요구되는분야 데스크탑에비해기능이제한 펌웨어 소프트웨어 ROM BIOS 시스템소프트웨어 응용소프트웨어 시작 : 부팅 종료 STEP 1 Power On STEP 1 데이터저장 STEP 2 POST (Power-On Self Test) STEP 2 사용중인프로그램종료 STEP 3 부팅 STEP 3 운영체제종료 STEP 4 프로그램실행 STEP 4 컴퓨터종료

컴퓨터에서명령처리과정 STEP 1 사용자의명령 사용자에의해내려진명령은키보드인터페이스장치에의해전기적신호로변환되어 CPU 에전달 Section 02 CPU STEP 2 디스크정보읽기 명령을받은 CPU 는디스크컨트롤러에게디스크내의파일목록을읽을것을명령하고, 디스크컨트롤러는디스크에서읽은자료를 CPU 에전달 STEP 3 화면출력 CPU

5 컴퓨터에서명령처리과정 STEP 1 사용자의명령 사용자에의해내려진명령은키보드인터페이스장치에의해전기적신호로변환되어 CPU 에전달 Section 02 CPU STEP 2 디스크정보읽기 명령을받은 CPU 는디스크컨트롤러에게디스크내의파일목록을읽을것을명령하고, 디스크컨트롤러는디스크에서읽은자료를 CPU 에전달 STEP 3 화면출력 CPU 가디스크로부터해당디스크의정보를받으면, 이를디스플레이어댑터에출력할것을명령하고, 어댑터는모니터에화상을만들어낸다 CPU의종류 처리용량에따라 02 CPU의종류 - 명령어처리방식에따라 동시에처리가능한데이터의처리용량에따른분류 버스 ( 데이터를전달하는통로 ) 의폭 (bit 수 ) 컴퓨터가처리하는데이터의최소단위 = 8bits 8088(8bits) à 80286(16bits) à 80386(32bit) à 펜티엄 (64bit) CISC (Complex Instruction Set Computer) 명령어가가변적이복잡 : 인텔 CPU 일련의명령어를순차적으로처리 CPU 동작속도와성능이비례 단, 운영체제의처리용량과 CPU 의처리용량은같아야한다. 64bit CPU vs. Windows 7 64bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) 제한된개수의고정길이명령어를사용 : 주문형 CPU 등 해석이빠르고여러개의명령어를처리하기에적합 à 비순차적처리가가능 처리비트단위가바뀌거나 CPU 구조가바뀌어도, 하위프로세서와의호환성이떨어짐 20 5

6 02 CPU가하는일!! 02 CPU의기본구조 계산기능 MHz, GHz ( 일반적인동작속도 ) CPU 논리연산장치 Arithmetic Logic Unit 제어장치 Control Unit 입출력기능 데이터를입출력 Bus (8/16/32/64 bits) 시스템 ( 기기 ) 제어 컴퓨터전반의조정역할 산술과논리연산의결과를일시적으로기억 가산기 Adder 누산기 Accumulator 레지스터 Register 프로그램계수기 Program Counter 명령레지스터 Instruction Register 명령해독기 Instruction Decoder 다음에인출할명령어의주소를저장 현재수행중인명령어의내용을임시기억 명령레지스터에기억된명령을해독하여수행장치에제어신호를보내는장치 BUS CPU 에서명령의수행과정 02 운영체제 (OS) 의목적 CPU 제어장치 1 명령어인출 Application 2 명령어해독 ALU 3 데이터인출 RAM Kernel 4 데이터처리 5 데이터저장 CPU Memory External Devices

7 02 윈도우 OS의 02 캐시의역할 보조기억장치캐시메모리주기억장치 캐시가적용되지않은경우 프로그램의실행 캐시가적용된경우프로그램실행 CPU 에서캐시의역할 02 캐시의종류 디스크캐시 주기억장치와보조기억장치사이에위치하는캐시 메모리의일부를캐시로전용하여사용 RAM 내부캐시 (L1) 윈도우 : 자동관리 외부캐시 (L2) 인터넷에적용된캐시 인터넷브라우저와인터넷사이에위치하는캐시 L1 : 명령어의처리속도를높이기위한캐시 L2 : RAM 과 CPU 간의속도차를해결하기위한캐시 BIOS 설정에서설정변경가능 웹페이지출력에사용되는이미지나텍스트등을디스크에저장하였다 가다음에다시사용 c:/windows/temporary Internet Files/

8 02 웹브라우저캐시의설정 Section 03 MB 세대 I/O Hub Architechture 03 4 세대 I/O CPU VGA PCI-e x16 CPU Memory Memory VGA AGP 버스 Northbridge Memory 버스 Memory PCI 버스 Southbridge ATA USB PCI-e PCH ATA USB LAN LAN Legacy PC I/O

9 03 할아버지세대 03 USB 병렬포트 (24pin, 2~4Mbps) v Mbps(Low-Bandwidth) or 12Mbps(Full-Bandwidth) 직렬포트 (RS-232C, ~115kbps) v Mbps(=60MBPS) à 일반적으로 240Mbps(=30Mbps) 5V, 500mA PS/2 키보드용 마우스용 v Gbps(=625MBPS) 5V, 900mA 영상전송인터페이스규격 Section 04 부팅이란무엇인가? 35 9

부팅 Booting The Computer Hierarchy 시동 모니터에정보를띄어 PC를조작할수있는상태로만드는과정 보조기억장치를사용하여컴퓨터가동작할수있도록시스템에운영체제를불러박동을준비하는작업 OS가시작하는과정에서추가적인시작프로그램이많아지면부팅시간이늘어난다.

10 부팅 Booting The Computer Hierarchy 시동 모니터에정보를띄어 PC를조작할수있는상태로만드는과정 보조기억장치를사용하여컴퓨터가동작할수있도록시스템에운영체제를불러박동을준비하는작업 OS가시작하는과정에서추가적인시작프로그램이많아지면부팅시간이늘어난다. 메신저, 위젯, 각종보안프로그램등 User Application OS Bios Hardware BIOS CMOS Basic Input Output System PC 를운영하기위한작은프로그램 ( 또는서비스 ) 의조합 메인보드에는 RTC/NVRAM 이라는 CMOS chip 존재 CMOS battery 필요 Power On Self Test (POST) 프로그램실행 Bootstrap Loader 기능 HDD 에저장된 OS 를메모리로읽어실행시키는것 ROM ic 에저장 39 * RTC (Real-Time Clock), NVRAM (Non-Volatile RAM) 40 10

CMOS 와 BIOS 를혼용하는이유 부팅과정 1 PC 전원 CPU 의캐시, 버퍼초기화 메인보드초기화 (BIOS 읽기 & POST) BIOS 시스템정보 : 모니터, 키보드, USB, 직렬포트, 드라이브등 POST: 각종 BIOS 시스템정보에대해고장여부확인 에러발생시비프음을통해경고메시지전달 Ex) 키보드분리시에러발생 41 42 부팅과정 2 부팅과정 3

11 CMOS 와 BIOS 를혼용하는이유 부팅과정 1 PC 전원 CPU 의캐시, 버퍼초기화 메인보드초기화 (BIOS 읽기 & POST) BIOS 시스템정보 : 모니터, 키보드, USB, 직렬포트, 드라이브등 POST: 각종 BIOS 시스템정보에대해고장여부확인 에러발생시비프음을통해경고메시지전달 Ex) 키보드분리시에러발생 부팅과정 2 부팅과정 3 시스템버스가정상동작하는가? 그래픽카드테스트 메모리테스트 키보드, HDD, ODD등연결장치점검 Plug & Play 기능으로메인보드에추가된장치검색 CPU가 POST과정으로검색한 HW 정보를 BIOS의하드웨어정보와비교 운영체제로딩 HDD의부트섹터에저장된부팅파일을순차적으로로딩 디스크부트 ( 부팅파일을 RAM으로복사 ) 에러시, Operating System Not Found 컴퓨터제어권이동 COMMAND.COM/CONFIG.SYS/AUTOEXEC.BAT 실행 DMI (Desktop Management Interface) 를통해장비에올바른자원 ( 주소등 ) 을할당

$ini 읽기 운영체제선택 ( 멀티부팅의경우 ) [boot loader] timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\windows [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\windows="microsoft Windows XP$

12 XP 의부팅 1 커널의구조 NTLDR 실행 (NT Loader) Boot.ini 읽기 운영체제선택 ( 멀티부팅의경우 ) [boot loader] timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\windows [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\windows="microsoft Windows XP Professional" ntdetect.com 수행 ntoskrnl.exe 실행 커널의정의 프로세스관리와메모리관리, 입출력관리, 파일시스템관리등과같이운영체제가수행하는핵심적인기능을수행커널의기능 항상메모리에상주하면서시스템을관리 사용자와하드웨어사이를연결 모든운영체제는각자독특한커널구조를가지고서비스를제공 PC 에달린하드웨어검색 윈도우 XP 커널 윈도우레지스트리읽기 XP 의부팅 2 Windows 7 의부팅 중요파일로딩 hall.dll ( 보호막, 응용 SW가하드웨어를직접제어하는것을차단 ) acpi.sys pci.sys 로그온화면표시 (winlogon.exe) 이용자정보로딩 (userinit.exe) 바탕화면표시 (explorer.exe 실행 ) Windows Boot Loader (winload.exe) 부트로더가 Winresume.exe 로드 Ntoskrnl.exe 중요파일로드 Hal.dll ( 레지스트리설정 ) smss.exe ( 윈도우탐색기 ) winini.exe ( 부팅프로세스 ) Lsass.exe ( 로컬보안인증 ) Services.exe ( 서비스시작 )

파일시스템이란 OS 설치와개인설정 OS 설치하기 파일시스템이란 파일을저장하기위한공간을할당하고, 파일에대한접근을제어하는 등파일을관리하는기능을담당 유닉스시스템은파일이나디렉토리를주로하드디스크장치에저장하 게되는데, 한시스템에하나이상의디스크장치를설치 파티션 하드디스크는관리의편리를위해보통몇개의파티션으로분할해사용

13 파일시스템이란 OS 설치와개인설정 OS 설치하기 파일시스템이란 파일을저장하기위한공간을할당하고, 파일에대한접근을제어하는 등파일을관리하는기능을담당 유닉스시스템은파일이나디렉토리를주로하드디스크장치에저장하 게되는데, 한시스템에하나이상의디스크장치를설치 파티션 하드디스크는관리의편리를위해보통몇개의파티션으로분할해사용 각파티션에는하나의파일시스템이구성 커널은디스크단위가아닌파티션별로장치번호를붙여서관리 50 디스크구조 MBR 방식 하드디스크의물리적인구조 여러장의플래터 ( 디스크 ) 와읽기 / 쓰기헤드로구성하드디스크의논리적인구조 트랙과섹터로구성 각플래터의같은위치에있는트랙들을실린더라고부름디스크레이블 0번트랙, 0번섹터

14 디스크파티션 파티션의사례 하드디스크드라이브의기억공간을별도의데이커영역으 로분할하는것 분할정보는하드디스크의첫번째섹터에저장됨 Master boot record (MBR) 주파티션 (4 개 ) 확장파티션 (1 개 ) & 논리디스크 ( 다수 ) BIOS (Basic Input/Output System) BIOS 설정 OS 설치와개인설정 하드웨어와가장낮은수준에서의입출력을담당하는프로 그램 하드웨어와소프트웨어의중간형태 è 펌웨어 역할 POST 시스템초기화 부팅메뉴들어가기 à 설정변경 à 저장및나오기설정키 : Del, F2, F1, F10 14

15 58 감사합니다 59 15

Microsoft PowerPoint - CHAP_03 - ë³µì‡¬ë³¸.pptx

Microsoft PowerPoint - CHAP_03 - ë³µì‡¬ë³¸.pptx 컴퓨터하드웨어 Computer Hardware PC 일반 Lecture 3 1. CPU 2. 메인보드 3. 동작원리 2 1 CPU 의 IQ? 컴퓨터하드웨어와컴퓨터구성 3 CPU??? 컴퓨터시스템전체를제어하는장치 다양한입력장치로부터자료를받아서처리한후, 그결과를출력장치로보내는일련의과정을제어하고 조정하는일을수행 4 2 CPU 의기본구조 CPU 논리연산장치 Arithmetic